一种用于制造面板的系统包括支撑框架、布置在支撑框架顶部的第一隔板、布置在第一隔板顶部的第二隔板、以及具有限定入口和出口的外壳的加热组件。外壳包括一个或多个加热器。(一个或多个)加热器被构造成产生热并且外壳被构造成产生第一加压气膜。因此，待固结的材料的一个或多个层可被放置在第一隔板和第二隔板之间，并在加热组件经由第一加压气膜将压力施加到待固结的材料的一个或多个层并结合经由一个或多个加热器施加热时，待固结的材料的一个或多个层被拉过加热组件，从而固结面板。从而固结面板。从而固结面板。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造在风力涡轮转子叶片部件中使用的面板的系统和方法
[0001]本专利技术大体上涉及风力涡轮，并且更特别地涉及用于制造面板(例如，可用于形成风力涡轮转子叶片部件的面板)的系统和方法。
技术介绍
[0002]风电被认为是目前可用的最清洁、最环保的能量源之一，并且风力涡轮在这方面得到了越来越多的关注。现代风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱和一个或多个转子叶片。转子叶片利用已知的翼型件原理捕获风的动能。转子叶片以旋转能量的形式传递动能，从而转动轴，该轴将转子叶片联接到齿轮箱，或者如果不使用齿轮箱，则直接联接到发电机。发电机然后将机械能转换成电能，该电能可被部署到公用电网。
[0003]转子叶片大体上包括吸力侧壳和压力侧壳，该吸力侧壳和压力侧壳典型地使用模制工艺形成，它们在沿着叶片的前缘和后缘的结合线处结合在一起。此外，压力壳和吸力壳相对轻质，并且具有不构造成经得住在操作期间施加在转子叶片上的弯矩和其它载荷的结构特性(例如，刚度、抗屈曲性和强度)。因此，为了增加转子叶片的刚度、抗屈曲性和强度，典型地使用一个或多个外部结构部件(例如，相对的翼梁帽，其中在它们之间构造有抗剪腹板)来增强主体壳，这些外部结构部件接合壳半部的内部压力侧表面和吸力侧表面。
[0004]翼梁帽典型地由各种材料构成，包括但不限于玻璃纤维层压复合物和/或碳纤维层压复合物。转子叶片的壳大体上通过在壳模具中堆叠纤维织物层而围绕叶片的翼梁帽构建。然后典型地将这些层例如用热固性树脂浸渍在一起。因此，常规的转子叶片大体上具有夹层面板构造。照此，大型转子叶片的常规叶片制造涉及高劳动力成本、缓慢的生产率和昂贵模具工装的低利用率。此外，叶片模具定制起来可能很昂贵。
[0005]因此，用于制造转子叶片的方法可包括分段形成转子叶片。叶片区段然后可被组装以形成转子叶片。例如，一些现代转子叶片，诸如在2015年6月29日提交的且题为“模块化风力涡轮转子叶片及其组装方法(Modular Wind Turbine Rotor Blades and Methods of Assembling Same)”的美国专利申请No. 14/753,137中描述的那些叶片，具有模块化面板构造，该申请以其整体通过引用并入本文中。因此，模块化叶片的各种叶片部件可基于叶片部件的功能和/或位置由不同的材料构造。
[0006]用于制造可用来构造叶片壳的复合层压体的必要要素包括温度、压力和固结时间。因此，通过将这三个因素应用和优化到纤维和树脂的基质中，可产生统一和均匀的结构。然而，由于风力涡轮转子叶片的大尺寸，同时实现所有这三个因素可能是困难的或成本过高的。
[0007]例如，由于至少两种原因，静态机械液压/气动压机不足以制造大型复合层压体。首先，压机的非连续性质意味着压板必须包含层压体的整个期望尺寸。对于转子叶片所需的目标尺寸和压力，将需要重数百吨的机器，这操作起来是不切实际的和/或不经济的。整个压板将需要在热/冷温度之间进行热循环，以固结层压结构。改变如此量的质量(this amount of mass)的温度可能是不切实际的和/或不经济的。例如，可采用多个压机，其中一
个保持在高温，并且另一个保持在室温。然而，这种情况引入了当材料在热压机和冷压机之间移动时纤维变形的可能性。这种情况也具有非常高的资本设备成本。
[0008]也存在其它选择，诸如双带压机。例如，双带压机使用连续金属带的物理接触作为将压力和温度从压机结构传递到层压体的手段。当宽度按比例放大到非常大的尺寸时，这导致压力的不完美分布。因为在连续带上滑动的加热衬套之间存在摩擦，由于带的抗拉强度而存在固结压力的上限。由于这种摩擦，热/冷温度区的长度也受到限制。这也在抛光的连续金属带上产生不期望的磨损和撕裂，以及不期望的剥落现象(effects of scaling)。聚合物双皮带压机可克服这些摩擦问题中的一些，但仍遭受由于带材料造成的温度限制(大于约250摄氏度(℃))的影响。
[0009]鉴于上述，本领域不断寻求用于制造大型平面板(诸如可用于形成风力涡轮转子叶片壳的平复合层压体)的改进系统和方法。
技术实现思路
[0010]本专利技术的方面和优点将在下面的描述中被部分地阐述，或者可从描述中显而易见，或者可通过本专利技术的实践获知。
[0011]在一个方面，本公开针对一种用于制造面板的系统，该面板例如可用于形成转子叶片部件。该系统包括支撑框架、布置在支撑框架顶部的第一隔板、布置在第一隔板顶部的第二隔板、以及具有限定入口和出口的外壳的加热组件。外壳包括一个或多个加热器。(一个或多个)加热器被构造成产生热并且外壳被构造成产生第一加压气膜。因此，待固结的材料的一个或多个层可被放置在第一隔板和第二隔板之间，并在加热组件经由第一加压气膜将压力施加到待固结的材料的一个或多个层并结合经由一个或多个加热器施加热时，待固结的材料的一个或多个层被拉过加热组件，从而固结面板。
[0012]在实施例中，该系统可包括用于使面板凝固的与加热组件连续对齐的冷却组件。在这样的实施例中，加热组件还可包括布置成邻近于(一个或多个)加热器的至少一个光学窗口。照此，来自(一个或多个)加热器的热被配置为穿过(一个或多个)光学窗口并加热待固结的材料的(一个或多个)层。
[0013]在另一个实施例中，冷却组件被构造成在冷空气流在面板上流通时将第二加压气膜施加到面板。
[0014]在另外的实施例中，(一个或多个)加热器可包括多个第一加热器和多个第二加热器。在这样的实施例中，多个第一加热器可布置在第一隔板下方，而多个第二加热器可布置在第二隔板上方。
[0015]在另一个实施例中，加热组件可以包括在外壳与第一和第二隔板之间的一个或多个密封构件。照此，(一个或多个)密封构件可构造成提供可保持加热组件中的期望压力的密封环境。在实施例中，(一个或多个)密封构件可包括在外壳与第一和第二隔板之间的第一密封环和第二密封环。
[0016]在若干实施例中，(一个或多个)密封构件可为可变高度的密封件。此外，待固结的材料的(一个或多个)层可包括具有可变厚度的一个或多个纤维和/或树脂层。在这样的实施例中，可变高度的密封件构造成适应可变厚度。
[0017]在特定实施例中，(一个或多个)加热器可包括例如辐射加热器或激光器以提供高
功率密度。
[0018]在另一个实施例中，系统可包括卷轴。在这样的实施例中，在冷却后，面板可与第一和第二隔板分离并卷绕到卷轴上。在实施例中，第一和第二隔板可被铰接在其一侧上，以便于面板的移除和重新插入待固结的材料的附加层以允许重复过程。
[0019]在另外的实施例中，第一和第二隔板可由钢、钛或类似物构成。
[0020]在实施例中，第一和第二隔板可为连续带，其旋转通过加热和冷却组件以允许连续过程。
[0021]在再一实施例中，第一和/或第二隔板可包括一个或多个加强肋以使得能够对其操作。在这样的实施例中，(一个或多个)加强肋可定位在加热和冷却组件的外部。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造面板的系统，所述系统包括：支撑框架；第一隔板，其布置在所述支撑框架的顶部；第二隔板，其布置在所述第一隔板的顶部；和，加热组件，其包括限定入口和出口的外壳，所述外壳包括一个或多个加热器，所述一个或多个加热器被构造成产生热，所述外壳被构造成产生第一加压气膜；其中，待固结的材料的一个或多个层被放置在所述第一隔板和所述第二隔板之间，并在所述加热组件经由所述第一加压气膜将压力施加到待固结的材料的所述一个或多个层并结合经由所述一个或多个加热器施加热时，待固结的材料的所述一个或多个层被拉过所述加热组件，从而固结所述面板。2.根据权利要求1所述的系统，还包括用于使所述面板凝固的与所述加热组件连续对齐的冷却组件。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述加热组件还包括布置成邻近于所述一个或多个加热器的至少一个光学窗口，来自所述一个或多个加热器的热穿过所述至少一个光学窗口并加热待固结的材料的所述一个或多个层。4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述冷却组件被构造成在冷空气流在所述面板上流通时将第二加压气膜施加到所述面板。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个加热器还包括多个第一加热器和多个第二加热器，所述多个第一加热器布置在所述第一隔板下方，所述多个第二加热器布置在所述第二隔板上方。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述加热组件还包括在所述外壳与所述第一隔板和所述第二隔板之间的一个或多个密封构件，所述一个或多个密封构件提供保持所述外壳和所述第一隔板和所述第二隔板之间的期望压力的密封环境。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述一个或多个密封构件包括在所述外壳与所述第一隔板和所述第二隔板之间的第一密封环和第二密封环。8.根据权利要求6所述的系统，其中，所述一个或多个密封构件包括可变高度的密封件，其中，待固结的材料的所述一个或多个层还包括具有可变厚度的一个或多个纤维和/或树脂层，所述可变高度的密封件适应所述可变厚度。9.根据权利要求2所述的系统，其中，所述一个或多个加热器包括辐射加热器或激光器中的至少一种。10.根据权利要求1所述的系统，还包括卷轴，其中，在冷却后...
【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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